[發明專利]一種沖刷工況下評價緩蝕劑膜完整性的裝置及方法

有效

• 申請號: 201610349582.3
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN105823703B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 曾德智;李皓;張恩搏;董寶軍;張乃艷;喻智明;何奇垚;張智;鐘顯康;施太和
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N5/00;G01N17/02;G01N21/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于石油化工腐蝕與防護技術領域，具體涉及不同沖刷工況下評價緩蝕膜完整性的裝置及方法。

背景技術

在油氣生產過程中，管道內壁通常采用緩蝕劑涂覆預膜，以及連續加注緩蝕劑預防石油管的內腐蝕。通常，緩蝕劑都必須附在材料的表面上形成完整的保護膜才能起到良好的防護作用。而腐蝕介質在管道中流動時，將對壁面產生流體沖刷作用，壁面受到的剪切力可能破壞緩蝕劑膜的完整性，導致緩蝕劑失去防護作用。緩蝕劑的防護效果受流速、溫度和緩蝕劑濃度的影響很大，在不同沖刷工況下流動剪切力有著顯著性差異，從而影響著緩蝕劑運輸、分布、附著，影響緩蝕劑膜的穩定、破壞和修復。但是，目前缺乏在沖刷工況下實時、定量評價緩蝕劑膜完整性的評價手段。

當前，常見的評價緩蝕劑防護效果的裝置存在以下不足：

(1)主要采用攪拌的方式來模擬管內流速，難于真實地反映石油管內復雜的流態分布和沖刷狀況。

(2)腐蝕評價裝置缺乏流體壁面剪切力測量裝置，不能定量考察流體剪切力對緩蝕劑膜的沖刷破壞作用。

(3)缺乏在線腐蝕監測手段，難于在線觀察試片表面的腐蝕過程，在線監測腐蝕的發生和發展過程。

為解決上述問題，本發明提供了一種沖刷工況下評價緩蝕劑膜完整性的裝置及方法，采用安裝了剪切力測量單元、電化學監測單元、試片測試單元、攝像觀察單元和緩蝕劑加注單元的管流式循環回路腐蝕實驗裝置，能夠很好地解決上述技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有緩蝕劑室內評價技術的不足，提供一種能夠模擬現場沖刷工況、用于評價緩蝕劑膜完整性的裝置及方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種沖刷工況下評價緩蝕劑膜完整性的裝置，它包括供流循環單元、剪切力測量單元、電化學監測單元、攝像觀察單元、試片測試單元和緩蝕劑加注單元；

所述的供流循環單元由單向閥、加熱反應釜、控制總閥、防腐離心泵、流量控制閥、穩壓計、電磁流量計和透明有機玻璃管構成；

所述的剪切力測量單元由剪切力傳感器、控制器和計算機構成；

所述的電化學監測單元由工作電極、參比電極、輔助電極、鹽橋、電化學工作站和計算機構成，參比電極放入鹽橋中，工作電極、參比電極和輔助電極三者接入電化學工作站，電化學工作站的另一端連接計算機，實現了對腐蝕的實時在線監測；

所的攝像觀察單元由微型高速攝像頭和計算機構成，微型高速攝像頭裝在透明有機玻璃管的下面，微型高速攝像頭的中心對準試片工作面并通過接線接入計算機，實現了對試片表面形貌的觀察記錄；

所述的試片測試單元由旋塞、O型密封圈E和試片構成，試片的標準尺寸為50mm×10mm×3mm，所述的試片測試單元工作面與透明有機玻璃管內壁齊平；

所述的緩蝕劑加注單元由注射器、緩蝕劑和閥門構成，注射器里裝有緩蝕劑并通過閥門與加熱反應釜的上端連接，實現了緩蝕劑的定量加注或連續加注。

本發明所述的加熱反應釜左端連接單向閥，加熱反應釜下端通過控制總閥連接防腐離心空泵，防腐離心泵的另一端連接流量控制閥，流量控制閥的另一端連接穩壓計，穩壓計的另一端連接電磁流量計，電磁流量計的另一端連接透明有機玻璃管，透明有機玻璃管的另一端與加熱反應釜的右端連接形成回路，實現了腐蝕溶液的循環流動，而且該回路管道外設有保溫材料，管內流動介質的溫度控制在80℃以內并在常壓下進行。

本發明所述的透明有機玻璃管的截面尺寸為10cm×10cm，該透明有機玻璃管上面從右到左依次設有剪切力傳感器插孔、試片測試單元插孔、參比電極插孔、工作電極插孔和輔助電極插孔，所述的剪切力傳感器插孔和試片測試單元插孔二者幾何中心的連線與透明有機玻璃管的軸線平行，所述的參比電極插孔、工作電極插孔和輔助電極插孔呈三角形的形狀分布。

本發明所述的剪切力傳感器安裝在剪切力傳感器插孔，通過螺母固定在透明有機玻璃管的上面，并且剪切力傳感器工作面與透明有機玻璃管內壁齊平，該剪切力傳感器的上端通過接線頭接入控制器，控制器的另一端接入計算機，實現了對流動剪切力的測量。

本發明所述的參比電極上設有旋塞并放在鹽橋中，兩者之間先用O型密封圈A密封再用旋塞連接；所述的工作電極、鹽橋和輔助電極都設有旋塞，三者分別用O型密封圈D、O型密封圈C和O型密封圈B密封，然后依次裝在工作電極插孔、參比電極插孔和輔助電極插孔中，工作電極、鹽橋和輔助電極三者的工作面都與透明有機玻璃管的內壁齊平。